CN110167305A - 一种信号控制单元、信号控制装置及无人艇 - Google Patents

Abstract

本发明适用于自动化设备技术领域，提供了一种信号控制单元、信号控制装置及无人艇，信号控制单元包括内部具有容纳腔的保护壳、竖向设置且可拆卸安装于容纳腔内的主板、设置于容纳腔内的背板以及多个用于实现不同的功能的端口，主板的长度方向分别与保护壳和背板的长度方向平行，背板通过端口与主板电性连接。本发明的信号控制单元，由于主板竖向设置于容纳腔内，且主板的长度方向与保护壳的长度方向平行，占用空间较小，整体体积也比较小，主板的长度方向与背板的长度方向平行，使得主板投影至背板上的面积比较大，使得与主板电性连接的端口的数量尽可能多，从而使得端口能够实现的功能也相应的增加。

Description

一种信号控制单元、信号控制装置及无人艇

技术领域

本发明涉及自动化设备技术领域，更具体地说，是涉及一种信号控制单元、信号控制装置及无人艇。

背景技术

随着国内自动化水平的提高，对于各种自动化设备的需求也越来越大。自动化设备的核心是采用专业的信号控制单元，以实现多种功能的工业控制，从而满足生产需求。传统的信号控制单元包括壳体、电路板等元器件，通常将电路板设置于壳体的内部。

由于现有的电路板多采用横向设置的方式设置于壳体内部，该种结构设计方式存在因占用壳体的内部空间较大，进而导致整个控制单元的体积较大且外部可扩展端口数量较少的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号控制单元，旨在解决现有的信号控制单元由于电路板占用壳体内部空间较大导致整个控制单元的体积较大以及外部可扩展端口数量较少的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种信号控制单元，包括：

保护壳，内部形成有容纳腔；

主板，竖向设置且可拆卸安装于所述容纳腔内；

背板，设置于所述容纳腔内；以及，

端口，数量有多个，用于实现不同的功能；

所述主板的长度方向分别与所述保护壳和所述背板的长度方向平行，所述背板通过所述端口与所述主板电性连接。

进一步地，多个所述端口的一端以矩阵排布形式设置于所述背板上，多个所述端口的另一端穿过所述保护壳。

进一步地，多个所述端口分设为多个接口组，不同的所述接口组的功能不同以处理对应功能的信号。

进一步地，多个所述接口组包括信号采集组和信号输出组，信号采集组用于对信号进行独立采集，信号输出组用于对信号进行独立输出。

进一步地，多个所述接口组还包括信号反馈组，所述信号反馈组用于对所述信号采集组的输入信号或者所述信号输出组的输出信号进行反馈调节。

进一步地，所述保护壳包括相互对接的：

前盖；以及

后壳，与所述主板可拆卸连接；

所述后壳面向所述主板的侧面设有与所述主板的芯片对应的凸台，所述凸台与所述芯片接触。

进一步地，所述后壳与所述前盖对接的部位设有防水槽，所述防水槽内设有防水胶圈。

本发明还提供了一种信号控制装置，包括多个上述所述的信号控制单元。

进一步地，所述主板的数量为若干个，若干所述主板中的任意一个分别设置于对应的保护壳的容纳腔内，各所述保护壳之间分体设置。

本发明还提供了一种无人艇，包括一个或多个上述所述的信号控制装置。

与现有技术相比，本发明提供的信号控制单元的有益效果在于：由于主板竖向设置于容纳腔内，且主板的长度方向与保护壳的长度方向平行，相比于现有的将主板横向设置于容纳腔内，即现有的主板与保护壳垂直设置，占用保护壳的内部空间较小，使得容纳腔的空间尽可能小，整体的体积也比较小，进一步由于主板的长度方向与背板的长度方向平行，使得主板投影至背板上的投影面积尽可能的大，这样可以使得与主板电性连接的端口的数量尽可能多，由于端口数量的增加，从而使得端口能够实现的功能也相应的增加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的信号控制单元的一种立体结构示意图；

图2是图1中信号控制单元的分解结构示意图；

图3是图2中主板的立体结构示意图；

图4是图2中后壳的立体结构示意图。

其中，附图中的标号如下：

1-信号控制单元；11-保护壳；111-前盖；112-后壳；1121-凸台；1122-防水槽；12-主板；121-芯片；13-背板；14-端口；15-防水胶圈。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本发明所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供了一种信号控制单元1，其包括保护壳11、主板12、背板13以及端口14。其中，保护壳11内部形成有容纳腔；主板12竖向设置且可拆卸安装于容纳腔内；背板13设置于容纳腔内，且与主板12电性连接；端口14的数量为多个，用于实现不同的功能；主板12的长度方向分别与保护壳11和背板13的长度方向平行，即主板12、保护壳11以及背板13三者平行设置，背板13通过端口14与主板12电性连接，具体地，端口14的一端穿过背板13，从而使的背板13与主板12电性连接。

显然，本发明实施例中的信号控制单元1，由于主板12竖向设置于容纳腔内，且主板12的长度方向与保护壳11的长度方向平行，相比于现有的将主板12横向设置于容纳腔内，即现有的主板12与保护壳11垂直设置，占用保护壳11的内部空间较小，从而使得容纳腔的空间尽可能小，整体的体积也比较小，进一步由于主板12的长度方向与背板13的长度方向平行，使得主板12投影至背板13上的投影面积尽可能的大，这样可以使得与主板12电性连接的端口14的数量尽可能多，由于端口14数量的增加，从而使得端口14能够实现的功能也相应的增加。

在具体应用中，进一步结合图2，多个端口14的一端以矩阵排布的形式设置于背板13上，多个端口14的另一端穿过保护壳11，以便于与外接设备进行通讯连接。在数学上，矩阵是一个按照长方阵列的复数或者实数集合，这里的矩阵排布是每个端口14按照长方阵列进行排布，通过矩阵形式排布使得端口14排布整齐，便于管理。具体地，背板13上设有多个插接孔，每个端口14插接于背板13对应的插接孔内，保护壳11上对应开设有供端口14的端部穿出的通孔，以使尽可能多的外接设备与端口14连接。

当然，在其他实施例中，端口14的排布形式可以是其他形式，只要能够便于管理即可。

在一个实施例中，请参阅图1及图2，按照所实现功能的不同，将多个端口14分设为多个接口组，不同的接口组所对应的功能不同，以处理对应功能的信号。

具体地，在本实施例中，多个接口组包括信号采集组和信号输出组，信号采集组用于对信号进行独立采集，信号输出组用于对信号进行独立输出。由于现有的信号端口多采用多线制集成结构的设计方式，不具有独立的信号采集端口或者信号输出端口。采用现有的这种结构设计方式，若需要对某一控制信号进行采集，需要将该端口的全部信号进行统一采集后，再对所需的某一控制信号进行独立信号分离，该种信号端口设置方式及信号采集方式存在信号采集过程复杂，信号间干扰较大，信号采样精度低的问题。由于端口14数量的增多，端口14所实现功能的增多，可以将现有的多线制信号集成控制端口设置成独立式的信号控制端口14，从而可以实现对某一信号的独立采集或者输出，简化现有信号采集的操作过程，同时有效地降低了信号间的干扰，大幅地提高信号的精准性。

在一个实施例中，为了提高系统的鲁棒性以及系统的控制精度，多个接口组还包括信号反馈组，该信号反馈组用于对信号采集组的输入信号或者信号输出组的输出信号进行反馈调节。相比于现有的信号控制单元，该信号反馈组能够实现对系统信号的采集或者信号输出过程进行实时监控及误差调节，整个单元的控制精度高，系统的鲁棒性好。鲁棒性是指控制系统在一定(结构，大小)的参数摄动下，维持其他某些性能的特性。

在一个实施例中，进一步结合图2至图4，保护壳11包括相互对接的前盖111和后壳112，两者通过螺钉等可拆卸方式进行联接装配。其中，后壳112与主板12通过螺钉等可拆卸方式进行联接装配。端口14设置于背板13靠近前盖111的一侧，背板13通过端口14与主板12电性连接，端口14的一端依次穿过前盖111、背板13与主板12电性连接。由于主板12竖向设置于保护壳11的容纳腔内，从而使得主板12与后壳112的接触面积比较大，且主板12上主要是芯片121在工作，因此主板12上的主要的发热部件是芯片121，故只需要在后壳112面向主板12的侧面设置与主板12的芯片121对应的凸台1121，该凸台1121与芯片121接触，即可将芯片121工作产生的热量通过该凸台1121采用热交换的方式进行有效散热。优选地，后壳112为铝、铜等导热性能较好的金属材料所制成的金属件，由于其热传导性能较好，因此可以很快将热量传导出去。

当然，在其他实施例中，由于主板12上的元器件比较多，可以在后壳112的内侧面上对应每一个元器件的位置对应设置凸台1121，这样可以较好的将热量传导出去，有效地克服了传统信号控制装置为提高装置整体的散热率，需要另外配置散热风扇以及散热片，进而导致信号控制装置体积大、质量大以及生产成本高的问题。

在一个实施例中，后壳112与前盖111对接的部位设有防水槽1122，该防水槽1122由封闭沟槽组成，并设置于后壳112的四周边缘处，在防水槽1122内设有防水胶圈15，以提高该信号控制单元1的防水性能，有效地克服了传统信号控制装置因其自身密封性较差，进而造成内部电性元件氧化失效的问题。

当然，在其他实施例中，该防水槽1122也可以设置于前盖111上，只要可以防水即可。

本发明实施例还提供了一种信号控制装置，结合图1，包括多个信号控制单元1，该信号控制单元1为上述任意实施例中的信号控制单元1，在具体应用中，多个信号控制单元1可以为两个或者两个以上，可以根据具体需求进行设计。

在一个实施例中，由于现有的信号控制装置往往是一个整体的结构，其包括一个内中空的壳体结构，壳体结构内设有若干个主板12，为了保证各个主板12间的散热，主板12需横向设置于壳体结构内，即主板12与壳体结构垂直设置，且各个主板12间保持一定的间距，这样使得与主板12电性连接的某些信号端口14无法实现外置，从而造成某些控制功能如信号反馈功能、监控等功能无法实现，整个产品资源的使用受限。

本实施例中的信号控制装置也可包括若干个主板12，若干个主板12中的任意一个分别设置于对应的保护壳11的容纳腔内，并将各个保护壳11之间分体设置。即将整个信号控制装置拆分成多个信号控制单元1，每个信号控制单元1对应设有一个保护壳11，每个保护壳11内竖向设有一个主板12，这样可以使得与主板12电性连接的端口14可以尽可能的外置，进而增加端口14的数量，从而使得端口14所能够实现的功能也相应的增加。

具体地，在本实施例中，主板12的数量为三个，分别将三个主板12放置于对应的三个保护壳11的容纳腔内，形成三个信号控制单元1，各个信号控制单元1之间分体设置。通过将三个信号控制单元1独立出来后，相比于整体的信号控制装置，三个信号控制单元1中以太网端口增加了10路，AI(analog input，模拟量输入)/AO(analog output，模拟量输出)端口各增加了16路，DI(digitalinput，数字输入)端口/DO(digital output，数字输出)各增加了16路，能够接入更多的通讯设备，进而采集更多的数据。其中，AO端口通过AI端口传递给相应的反馈端口进行反馈，DO端口通过DI端口传递给相应的反馈端口进行反馈。当然，为了实现更多的功能，也可以将这三个信号控制单元1连接起来。

本发明实施例还提供了一种无人艇，包括上述任意实施例中的一个或多个信号控制装置。

如图2至图3所示，发明提供的技术方案中，主板12、若干端口14芯片121以及背板13之间的具体控制电路、电路元件及电气线路连接关系等，可采用本领域中的现有技术，在此本发明实施例不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种信号控制单元，其特征在于，包括：

保护壳(11)，内部形成有容纳腔；

主板(12)，竖向设置且可拆卸安装于所述容纳腔内；

背板(13)，设置于所述容纳腔内；以及，

端口(14)，数量有多个，用于实现不同的功能；

所述主板(12)的长度方向分别与所述保护壳(11)和所述背板(13)的长度方向平行，所述背板(13)通过所述端口(14)与所述主板(12)电性连接。

2.如权利要求1所述的信号控制单元，其特征在于，多个所述端口(14)的一端以矩阵排布形式设置于所述背板(13)上，多个所述端口(14)的另一端穿过所述保护壳(11)。

3.如权利要求2所述的信号控制单元，其特征在于，多个所述端口(14)分设为多个接口组，不同的所述接口组的功能不同，以处理对应功能的信号。

4.如权利要求3所述的信号控制单元，其特征在于，多个所述接口组包括信号采集组和信号输出组，信号采集组用于对信号进行独立采集，信号输出组用于对信号进行独立输出。

5.如权利要求4所述的信号控制单元，其特征在于，多个所述接口组还包括信号反馈组，所述信号反馈组用于对所述信号采集组的输入信号或者所述信号输出组的输出信号进行反馈调节。

6.如权利要求1至5任一项所述的信号控制单元，其特征在于，所述保护壳包括相互对接的：

前盖(111)；以及

后壳(112)，与所述主板(12)可拆卸连接；

所述后壳(112)面向所述主板(12)的侧面设有与所述主板(12)的芯片(121)对应的凸台(1121)，所述凸台(1121)与所述芯片(121)接触。

7.如权利要求6所述的信号控制单元，其特征在于，所述后壳(112)与所述前盖(111)对接的部位设有防水槽(1122)，所述防水槽(1122)内设有防水胶圈(15)。

8.一种信号控制装置，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至6任一项所述的信号控制单元。

9.如权利要求8所述的信号控制装置，其特征在于，所述主板(12)的数量为若干个，若干所述主板(12)中的任意一个分别设置于对应的保护壳(11)的容纳腔内，各所述保护壳(11)之间分体设置。

10.一种无人艇，其特征在于，包括一个或多个如权利要求8或9所述的信号控制装置。